6.2 细胞的分化(共28张PPT)

(共28张PPT)
第2节 细胞的分化
在人体内，红细胞的寿命为120d左右。白细胞的寿命约为5—7d。这些血细胞都是失去分裂能力的细胞。
白血病患者的血液中出现大量的异常白细胞。而正常的血细胞明显减少。通过骨髓移植可以有效的治疗白血病。
1.为什么健康人的血细胞数量不会随着血细胞的死亡而减少？
2.骨髓与血细胞的形成有什么关系？
健康人会不断产生新的血细胞，补充到血液中去。
骨髓中的造血干细胞能够通过细胞增殖和分化不断产生不同种类的血细胞。
问题探讨
个体发育中各组织细胞形成的过程
细胞数目约 1014个
细胞种类有200多种
比较构成人体组织的细胞
骨骼肌细胞
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
上皮细胞
软骨细胞
神经细胞
骨骼肌细胞
思考：
这些细胞来源于什么细胞？
这些细胞在哪些方面存在差异？
在正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？
一、细胞分化及其意义
①这些细胞来源于什么细胞？
受精卵
（起点）
软骨细胞
上皮细胞
肌肉细胞
神经细胞
结缔组织
肌肉组织
神经组织
早期胚胎细胞
上皮组织
有丝分裂
细胞分化
一、细胞分化及其意义
②这些细胞在哪些方面存在差异？
上皮细胞 骨骼肌细胞 软骨细胞 神经细胞
扁平、立方、柱状 圆柱形 细长 椭圆形 星形、锥形、梨形、圆形
排列紧密，间质少 有横纹，多核 细胞间质发达 有轴突、树突
保护、 吸收等 收缩 支持 感受刺激
传导冲动
形态
结构
功能
③在正常情况下，这些细胞还能恢复成早期胚胎细胞吗？就这四种组织来说，一种组织的细胞会不会转变成其他组织细胞？
在正常情况下，它们是不能恢复成早期胚胎细胞的
这四种组织中的某种细胞不会转变成其他组织的细胞
一、细胞分化及其意义
细胞分化
叶肉细胞
表皮细胞
贮藏细胞
分生组织
（含叶绿体）
光合作用
（角质层）
保护功能
（有大液泡）
储存营养
形态、结构和功能都不同
同一植物体的这些细胞也都来自一群彼此相似的早期胚细胞。
在个体发育中，由 ________________ 增殖产生的后代，在________________________上发生____________的过程，叫细胞分化。
一个或一种细胞
形态、结构和生理功能
稳定性差异
有丝分裂
细胞分化
一、细胞分化及其意义
1、概念：
细胞分裂使细胞数目增多，细胞分化使细胞种类增加。
如果只有细胞增殖受精卵能否发育成一个完整的个体？
一、细胞分化及其意义
2、特点：
②离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会
变成其他类型的细胞。
③已经分化的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，
都不能恢复到原来胚胎细胞的形态和结构。
①细胞分化发生在整个生命进程中。
④在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础。
(持久性)
(稳定性)
(一般不可逆性)
(普遍性)
生物体的整个生命过程中都有细胞分化，但在胚胎时期达到最大程度。
思考讨论
在个体发育过程中，各种组织细胞在形态、结构、功能上产生了差异，这些不同细胞的遗传信息是否改变？
不变，遗传物质没有改变，都源于受精卵，经有丝分裂产生。
那么细胞的形态、结构以及生理功能的差异是由哪种物质直接表现出来的呢？
蛋白质
细胞分化的根本原因（或实质）是什么？
细胞总DNA 蛋白质 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
1.三种细胞的DNA相同吗？蛋白质相同吗？为什么？
DNA相同，因为都是由同一个受精卵有丝分裂形成的；蛋白质不同
思考讨论
细胞总DNA 蛋白质 卵清蛋白基因 β-珠蛋白基因 胰岛素基因 卵清蛋白 β-珠蛋白 胰岛素
输卵管细胞 + + + + - -
红细胞 + + + - + -
胰岛B细胞 + + + - - +
2.上述三种细胞基因的开启或关闭情况如何？
几乎所有细胞中均表达的基因：如ATP合成酶基因、细胞呼吸酶基因等。
不同类型细胞中特异性表达的基因：如胰岛素基因、β-珠蛋白基因等。
思考讨论
A
B
D
C
E
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
E
D
C
A
B
基因
细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
3、细胞分化的实质
一、细胞分化及其意义
管家基因
奢侈基因
红细胞
合成血红蛋白(不合成肌动蛋白)
肌细胞
肌动蛋白基因开启
合成肌动蛋白(不合成血红蛋白)
肌动蛋白基因关闭
血红蛋白基因关闭
血红蛋白基因开启
形成具有特定形态、结构和功能的细胞。
4、结果：
同一生物体内不同的细胞所含基因相同，所含蛋白质不一定相同。
一、细胞分化及其意义
（1）形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，是个体发育的基础。
5、意义：
不同的肌肉组织
人体不同的器官和系统
（2）使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
5、意义：
比较 细胞分裂 细胞分化
不 同 点 细胞变化
发生时间
相同点 联系 增加细胞数目
从受精卵开始，有些细胞保持终生分裂能力，有些细胞发育到一定时期停止分裂。
增加细胞种类
发生在整个生命进程中。
遗传信息都不变
先分裂，后分化，细胞分裂是分化的基础，
共同完成生物个体发育过程
比较细胞分裂与细胞分化
问题探讨：
既然细胞分化具有稳定性、不可逆性，那么已经发生高度分化的细胞，还能再分化完整个体吗？为什么
高度分化的细胞
完整植株
？
高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力
二、细胞的全能性
阅读资料
资料一：1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。
思考·讨论
1、从资料1中可以得出什么结论
2、如果将胡萝卜韧皮部细胞换成其他已高度分化的植物细胞，在适
宜的条件下，这些细胞也能形成新的植株吗？
能
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
资料二：
科学家曾用非洲爪檐的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新的个体。
二、细胞的全能性
3、将肠上皮细胞单独培养能获得新的个体吗？
与资料1中的实验相比，你能从资料2中的实验得出什么结论？
思考·讨论
目前为止,人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个体。
不能；
是指细胞经过分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
　 体细胞中都具有该物种全套的遗传物质，都具有发育成完整个体所必需的全部基因。
二、细胞的全能性
1、概念：
2、原因：　
高度分化的植物细胞仍然具有全能性。
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
注意：种子发育成个体不能体现全能性。
（1）植物细胞>动物细胞（动物细胞只有细胞核表现出了全能性）
（2）幼嫩细胞>衰老细胞
（3）受精卵＞生殖细胞(精子、卵细胞)＞体细胞（受精卵全能性最高）
3.细胞全能性大小比较
分化程度越高，分裂能力越弱，全能性越低；
分化程度越低，分裂能力越强，全能性越高。
4.细胞全能性与细胞分裂、分化的关系
二、细胞的全能性
拯救珍稀、濒危动植物
5.细胞全能性的应用
快速繁殖花卉、蔬菜等（植物组织培养）
二、细胞的全能性
白鳍豚
百合花杜鹃
克隆动物
母绵羊A
乳腺细胞
（体细胞）
母绵羊B
卵细胞
母绵羊C
重组细胞
去核卵细胞
分离细胞核
核移植
胚胎移植
“多莉”
汉水丑生侯伟作品
克隆羊“多莉”
甲猴
丙猴
乙猴
克隆猴：“中中”和“华华”
从克隆猴“中中”“华华”的诞生可以得出什么结论？
已分化的动物细胞的细胞核仍具有全能性。
6、干细胞
动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
按来源分
（发育时期）
成体干细胞
按分化潜能分
全能干细胞
多能干细胞
如神经干细胞
（2）类型
胚胎干细胞
如受精卵
如造血干细胞
专能干细胞
二、细胞的全能性
（1）概念：
不同细胞全能性的比较：（分化程度越高,全能性越低，一般呈负相关）
造血干细胞可以用于治疗血液系统疾病
干细胞的应用
体外培养组织或器官,通过移植治疗疾病
二、细胞的全能性
细胞分化与细胞全能性的比较
细胞分化 细胞全能性
原因 细胞内基因的选择性表达 已分化的细胞依旧含有
本物种的全套遗传信息
结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 可形成新的个体或其他细胞
比较 分化程度： 体细胞＞生殖细胞＞受精卵 全能性：
受精卵＞生殖细胞＞体细胞
关系 ①两者的遗传物质都不发生变化 ②细胞的分化程度越高，具有的全能性越小